(57)【要約】【課題】ガラス基板と補助基板とを貼り合わせるラインを１つのインラインで構成して工程を迅速にすることのできる、基板の貼り合わせ方法及び基板の貼り合わせシステムを提供する。【解決手段】本発明による基板の貼り合わせシステムは、基板が投入される基板投入ライン２１０と、補助基板が投入される補助基板投入ライン２２０と、基板投入ライン２１０から搬出される基板と補助基板投入ライン２２０から搬出される補助基板とを貼り合わせて工程パネルを形成する貼り合わせライン２３０とを含み、前記工程パネルは、表示素子工程が行われ、前記表示素子工程が終了した後に前記基板と前記補助基板とに分離されることを特徴とする。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板投入ラインを通じて基板を投入する基板投入段階と、
補助基板投入ラインを通じて補助基板を投入する補助基板投入段階と、
貼り合わせラインを通じて投入された基板及び補助基板を貼り合わせて工程パネルを構成し、前記工程パネルに表示素子工程を行い、前記表示素子工程が終了した後に前記工程パネルを前記基板と前記補助基板とに分離する段階とを含み、
前記基板投入段階と前記補助基板投入段階とは同時に又は連続的に行われることを特徴とする基板の貼り合わせ方法。
【請求項２】
前記基板投入段階、前記補助基板投入段階、及び前記貼り合わせ段階は、インラインで構成されることを特徴とする請求項１に記載の基板の貼り合わせ方法。
【請求項３】
前記基板投入段階は、
前記基板を載置する段階と、
載置された基板を単位パネルに切断する段階と、
切断された基板を洗浄する段階と、
洗浄された基板を検査する段階と、
検査された基板を取り出す段階と
からなることを特徴とする請求項１に記載の基板の貼り合わせ方法。
【請求項４】
前記補助基板投入段階は、
前記補助基板を載置する段階と、
載置された補助基板を単位補助パネルに切断する段階と、
切断された補助基板を洗浄する段階と、
洗浄された補助基板を検査する段階と、
検査された補助基板を取り出す段階と
からなることを特徴とする請求項３に記載の基板の貼り合わせ方法。
【請求項５】
前記基板投入ライン及び前記補助基板投入ラインと前記貼り合わせラインとの間に位置する第１ロボットを用いて、前記基板投入ラインから搬出される基板及び前記補助基板投入ラインから搬出される補助基板を前記貼り合わせラインへ移送することを特徴とする請求項１に記載の基板の貼り合わせ方法。
【請求項６】
前記貼り合わせラインを通じて投入された基板及び補助基板を貼り合わせる段階は、
前記基板投入ラインから搬出される基板と前記補助基板投入ラインから搬出される補助基板のいずれか一方の基板を互いに対向するように反転させる段階と、
少なくとも１つの貼り合わせ機により前記基板と前記補助基板とを貼り合わせる段階と
を含むことを特徴とする請求項１に記載の基板の貼り合わせ方法。
【請求項７】
前記貼り合わせラインを通じて投入された基板及び補助基板を貼り合わせる段階は、
前記基板と前記補助基板とを貼り合わせた後、前記基板及び前記補助基板を反転させる段階と、
第１反転機、貼り合わせ機、及び第２反転機の間に位置する第２ロボットを用いて、前記反転させた基板及び補助基板を移送する段階と
をさらに含むことを特徴とする請求項６に記載の基板の貼り合わせ方法。
【請求項８】
前記貼り合わせラインを通じて投入された基板及び補助基板を貼り合わせる段階は、
前記基板及び前記補助基板を反転させた後、前記基板及び前記補助基板をバッファに保管して工程を同期化する段階をさらに含むことを特徴とする請求項７に記載の基板の貼り合わせ方法。
【請求項９】
前記少なくとも１つの貼り合わせ機により前記基板と前記補助基板とを貼り合わせる段階は、
前記貼り合わせ機の真空チャンバ内に前記基板及び前記補助基板を投入する段階と、
前記真空チャンバ内に投入された前記基板及び前記補助基板を固定する段階と、
前記真空チャンバ内を大気圧状態から真空状態にする段階と、
大気圧と真空圧との圧力差を利用して前記基板と前記補助基板とを貼り合わせる段階と
を含むことを特徴とする請求項６に記載の基板の貼り合わせ方法。
【請求項１０】
前記貼り合わせラインを通じて投入された基板及び補助基板を貼り合わせる段階により形成された工程パネルを検査する段階をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の基板の貼り合わせ方法。
【請求項１１】
前記検査する段階は、
前記工程パネルを検査する段階と、
検査された工程パネルに不良が発生した場合、前記工程パネルを前記基板と前記補助基板とに分離し、分離された基板を基板投入ラインに移送すると共に、分離された補助基板を補助基板投入ラインに移送する段階と
を含むことを特徴とする請求項１０に記載の基板の貼り合わせ方法。
【請求項１２】
基板が投入される基板投入ラインと、
補助基板が投入される補助基板投入ラインと、
前記基板投入ラインを通じて投入された基板と前記補助基板投入ラインを通じて投入された補助基板とを貼り合わせて工程パネルを形成する貼り合わせラインとを含み、
前記工程パネルは、表示素子工程が行われ、前記表示素子工程が終了した後に前記基板と前記補助基板とに分離されることを特徴とする基板の貼り合わせシステム。
【請求項１３】
前記基板投入ラインは、
前記基板を載置する第１ローダと、
載置された基板を単位パネルに分離する第１切断機と、
切断された基板を洗浄する第１洗浄機と、
洗浄された基板を検査する第１検査機と、
検査された基板を取り出す第１アンローダと
からなることを特徴とする請求項１２に記載の基板の貼り合わせシステム。
【請求項１４】
前記補助基板投入ラインは、
前記補助基板を載置する第２ローダと、
載置された補助基板を単位パネルに分離する第２切断機と、
切断された補助基板を洗浄する第２洗浄機と、
洗浄された補助基板を検査する第２検査機と、
検査された補助基板を取り出す第２アンローダと
からなることを特徴とする請求項１３に記載の基板の貼り合わせシステム。
【請求項１５】
前記基板投入ライン及び前記補助基板投入ラインと前記貼り合わせラインとの間に配置され、前記基板投入ラインから搬出される基板及び前記補助基板投入ラインから搬出される補助基板を前記貼り合わせラインへ移送する第１ロボットをさらに含むことを特徴とする請求項１２に記載の基板の貼り合わせシステム。
【請求項１６】
前記貼り合わせラインは、
前記基板投入ラインから搬出される基板と前記補助基板投入ラインから搬出される補助基板のいずれか一方の基板を反転させて互いに対向させる第１反転機と、
前記基板と前記補助基板とを貼り合わせる少なくとも１つの貼り合わせ機と
からなることを特徴とする請求項１２に記載の基板の貼り合わせシステム。
【請求項１７】
前記貼り合わせラインは、
前記貼り合わせられた基板及び補助基板を反転させる第２反転機と、
前記第１反転機、前記貼り合わせ機、及び前記第２反転機の間に配置され、前記基板及び前記補助基板を移送する第２ロボットと
をさらに含むことを特徴とする請求項１６に記載の基板の貼り合わせシステム。
【請求項１８】
前記貼り合わせラインは、
前記基板及び前記補助基板を保管して工程を同期化するバッファをさらに含むことを特徴とする請求項１７に記載の基板の貼り合わせシステム。
【請求項１９】
前記貼り合わせラインで貼り合わせられた工程パネルを検査する検査ラインをさらに含むことを特徴とする請求項１２に記載の基板の貼り合わせシステム。
【請求項２０】
前記検査ラインは、
前記貼り合わせラインで貼り合わせられた工程パネルを検査する第３検査機と、
前記第３検査機で検査された工程パネルに不良が発生した場合、前記工程パネルを前記基板と前記補助基板とに分離し、前記分離された基板を前記基板投入ラインに搬送し、前記分離された補助基板を前記補助基板投入ラインに搬送する脱着機と
からなることを特徴とする請求項１８に記載の基板の貼り合わせシステム。
【請求項２１】
前記補助基板は、前記基板と同じ材質からなるか、又は前記基板と同じ膨張率を有する材質からなることを特徴とする請求項１２に記載の基板の貼り合わせシステム。
【請求項２２】
前記補助基板の厚さは、０．４ｍｍ〜１．０ｍｍであることを特徴とする請求項１２に記載の基板の貼り合わせシステム。
【請求項２３】
前記基板の厚さは、０．１ｍｍ〜０．５ｍｍであることを特徴とする請求項１２に記載の基板の貼り合わせシステム。
【請求項２４】
前記基板投入ライン、前記補助基板投入ライン、及び前記貼り合わせラインは、インラインで構成されることを特徴とする請求項１２に記載の基板の貼り合わせシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板の貼り合わせ方法及び基板の貼り合わせシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、携帯電話、ＰＤＡ、ノートブックコンピュータなどの各種携帯用電子機器が発展するにつれて、これに適用できる小型・軽量・薄型のフラットパネルディスプレイ装置に対する要求が次第に増大している。このようなフラットパネルディスプレイ装置としては、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）、ＰＤＰ（Plasma Display Panel）、ＦＥＤ（Field Emission Display）、ＶＦＤ（Vacuum Fluorescent Display）などが盛んに研究されているが、量産化技術、駆動手段の容易性、高画質の実現という理由により、現在はＬＣＤ（液晶表示素子）が脚光を浴びている。
【０００３】
液晶表示素子は、携帯用電子機器に特に多く使用されるため、そのサイズや重量を低減することで電子機器の携帯性を向上させることが要求されている。このような軽量・薄型化の要求は、最近大面積の液晶表示素子が製造されるにつれてさらに高まっている。
【０００４】
液晶表示素子のサイズや重量を低減する方法は様々であるが、その構造や現在の技術上、液晶表示素子の必須構成要素のサイズを低減することには限界がある。さらに、液晶表示素子の必須構成要素は重量が小さいため、必須構成要素の重量を軽減して液晶表示素子全体のサイズや重量を低減することは極めて難しい。
【０００５】
液晶表示素子の重量を左右する要素は様々であるが、液晶表示素子の構成要素のうち最も重いものはガラスからなる基板である。従って、液晶表示素子の重量を軽減するためには、ガラス基板の重量を軽減することが最も効率的である。
【０００６】
通常、ガラス基板のエッチングはＨＦなどのエッチング液により行われる。すなわち、２枚の基板を貼り合わせて液晶パネルを製造した後、噴射装置などで液晶パネルの両面にフッ酸溶液を噴射することにより、２枚の基板の外面をエッチングする。しかしながら、この場合、ガラス基板の特性上、エッチング速度が基板領域全体で同一でないため、当該基板の表面粗さが大きくなるが、基板の表面粗さが大きくなると、液晶パネルの両面に偏光板を貼り付ける際の接着力が低下する。
【０００７】
また、基板の表面粗さが大きくなるにつれて相対的に厚さが薄くなる部分が発生するが、当該部分の剛性が低下するので、基板自体の剛性が低下し、外部からの衝撃によりクラックなどが発生して破損しやすくなるという問題があった。また、ＨＦなどのエッチング液によるガラス基板のエッチングは、十数分〜数十分かかるので、単位時間当たりの生産性を低下させる要因となっている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、このような点に鑑みてなされたものであり、ガラス基板をエッチングするのではなく、軽量・薄型のガラス基板を補助基板に貼り付けて厚い工程パネルを形成し、当該工程パネルに対して液晶表示素子工程を行うことにより、液晶表示素子工程を単純化することのできる、基板の貼り合わせ方法及び基板の貼り合わせシステムを提供することを目的とする。
【０００９】
本発明の他の目的は、基板の貼り合わせをインライン工程で行うことにより、基板の貼り合わせを迅速に行うことのできる、基板の貼り合わせ方法及び基板の貼り合わせシステムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために、本発明による基板の貼り合わせ方法は、基板投入ラインを通じて基板を投入する基板投入段階と、補助基板投入ラインを通じて補助基板を投入する補助基板投入段階と、貼り合わせラインを通じて投入された基板及び補助基板を貼り合わせて工程パネルを構成し、前記工程パネルに表示素子工程を行い、前記表示素子工程が終了した後に前記工程パネルを前記基板と前記補助基板とに分離する段階とを含み、前記基板投入段階と前記補助基板投入段階とは同時に又は連続的に行われることを特徴とする。
【００１１】
また、本発明による基板の貼り合わせシステムは、基板が投入される基板投入ラインと、補助基板が投入される補助基板投入ラインと、前記基板投入ラインを通じて投入された基板と前記補助基板投入ラインを通じて投入された補助基板とを貼り合わせて工程パネルを形成する貼り合わせラインとを含み、前記工程パネルは、表示素子工程が行われ、前記表示素子工程が終了した後に前記基板と前記補助基板とに分離されることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明においては、パネルエッチング工程を行うことなく軽量・薄型の液晶表示素子を提供することができ、パネルエッチング工程によりパネルの表面粗さが大きくなって基板の剛性が低下することに起因する基板の破損を防止することができる。
【００１３】
また、本発明においては、工程パネルを形成する際に、基板と補助基板との貼り合わせをインライン工程で行うことにより、自動で連続的な工程が行われ、基板の貼り合わせを迅速に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１Ａ】本発明による液晶表示素子の製造方法の一例を示す図である。
【図１Ｂ】図１Ａに続く工程を示す図である。
【図１Ｃ】図１Ｂに続く工程を示す図である。
【図１Ｄ】図１Ｃに続く工程を示す図である。
【図１Ｅ】図１Ｄに続く工程を示す図である。
【図２】本発明による基板貼り合わせシステムの概略的な構造の一例を示す図である。
【図３】本発明による基板貼り合わせシステムの具体的な構造の一例を示す図である。
【図４】本発明による基板貼り合わせシステムのロボットの構造、及び前記ロボットにより基板を基板投入ラインから貼り合わせラインへ移送して補助基板を補助基板投入ラインから貼り合わせラインへ移送するプロセスの一例を示す図である。
【図５】本発明による貼り合わせラインの反転機の構造の一例を示す図である。
【図６Ａ】本発明による貼り合わせラインで反転機により基板を反転させる方法の一例を示す図である。
【図６Ｂ】図６Ａに続く工程を示す図である。
【図６Ｃ】図６Ｂに続く工程を示す図である。
【図７】本発明による貼り合わせラインの真空貼り合わせ機の構造の一例を示す図である。
【図８Ａ】本発明による貼り合わせラインで真空貼り合わせ機を用いて補助基板に基板を貼り付ける方法の一例を示す図である。
【図８Ｂ】図８Ａに続く工程を示す図である。
【図８Ｃ】図８Ｂに続く工程を示す図である。
【図８Ｄ】図８Ｃに続く工程を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
通常、ガラス基板のエッチングはガラス基板の表面粗さの増加をもたらす。そこで、本発明においては、この点に鑑みて、ガラス基板をエッチングするのではなく、ガラス基板メーカーで製造された薄型ガラス基板を用いて液晶表示素子を製造する。ガラス基板にエッチング工程を行って使用するのではなく、薄型ガラス基板の形態で提供されたガラス基板を使用するため、ガラス基板の厚さを薄くするためのエッチングなどの工程が必要なくなるだけでなく、滑らかな表面を有するガラス基板を使用することができる。本発明においては、ガラス工場で加工された薄型ガラスを使用し、粗さ（Ｒａ）が５．０ｎｍ以下の薄型ガラスで液晶表示素子を製造する。
【００１６】
特に、本発明においては、約０．１ｔ〜０．５ｔ程度の厚さを有する薄型ガラス基板を用いてアレイ基板及びカラーフィルタを製造し、その後、それらを貼り合わせて液晶表示素子を完成するが、本発明は、この過程で薄型基板の曲がりを最小限に抑えて移動中に基板が破損しないようにすることを特徴とする。ここで、ｔはｍｍを意味するものであり、０．１ｔは０．１ｍｍであり、０．５ｔは０．５ｍｍである。
【００１７】
約０．１ｔ〜０．５ｔの厚さを有する薄型ガラス基板は、一般的な液晶表示素子の製造ラインに投入された場合、大きな曲がりが発生して基板の撓みが大きくなるため、カセットなどの移動手段を用いて移動するのに問題があり、単位工程装置に載置したり単位工程装置から取り出す際の小さな衝撃によっても曲がりが急激に発生して位置誤差が頻繁に発生し、その結果、ぶつかったりすることによる破損不良が増加するので、工程を行うことが実質的に不可能であった。
【００１８】
本発明においては、約０．１ｔ〜０．５ｔの厚さを有する薄型ガラス基板を製造ラインに投入する前に補助基板に貼り付けることにより、一般的な液晶表示素子に用いられる約０．７ｔの厚さを有するガラス基板と同等又は向上した曲がり特性を有するようにし、移動中又は単位工程中に基板の撓みなどの問題が生じることを防止することを特徴とする。ここで、前記補助基板は、約０．１ｔ〜０．５ｔの厚さを有する薄型ガラス基板の着脱が容易であり、一般的な液晶表示素子の製造工程温度でも工程を行うことができ、温度の変化による膨張率が前記ガラス基板と類似した物質からなる。
【００１９】
特に、本発明においては、薄型ガラス基板と補助基板との貼り合わせを連続的な１つのインライン工程で行うことにより、製造コストを低減して製造工程を単純化することができる。このようなガラス基板と補助基板との貼り合わせは複数のラインで行われるが、これらの複数のラインが連続的な１つのインラインからなるので、ガラス基板と補助基板との貼り合わせを停止することなく連続的に行うことができる。
【００２０】
以下、添付図面を参照して本発明の実施の形態による液晶表示素子の製造方法について詳細に説明する。
【００２１】
図１Ａ〜図１Ｅは本発明による軽量・薄型の液晶表示素子の製造方法の一例を示す図である。
【００２２】
まず、図１Ａに示すように、実際に工程が行われる第１基板１１０を第１補助基板１０１に貼り付けて第１工程パネル２８０を形成する。ここで、第１基板１１０は、０．１ｔ〜０．５ｔの厚さを有するガラス材質からなり、第１補助基板１０１は、第１基板１１０と同じガラス材質からなり、その厚さが０．４ｔ以上、好ましくは０．４ｔ〜１．０ｔである。このように、第１基板１１０及び第１補助基板１０１を同じ材質で形成することにより、第１基板１１０及び第１補助基板１０１の温度変化による膨張率が実質的に同一になるので、後続工程時に膨張率の差又は物質の違いによる誤差を最小限に抑えて位置合わせ不良などを防止することができるだけでなく、後続工程のＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）蒸着時に積層されるゲート絶縁層、半導体層、保護層などの厚さにバラツキが生じることを防止することができる。
【００２３】
ここで、第１基板１１０と第１補助基板１０１との貼り合わせは接着剤により行ってもよいが、この場合、第１基板１１０又は第１補助基板１０１に接着剤を塗布する工程が必要となるだけでなく、液晶表示素子工程が終了した後に第１基板１１０と第１補助基板１０１とを分離するために接着剤を除去する工程が必要となるため、工程が複雑になる。また、接着剤が塗布された基板を洗浄する工程も必要となる。
【００２４】
そこで、本発明においては、第１基板１１０と第１補助基板１０１との貼り合わせを、外部から人為的に加えられる外力（例えば、接着剤の接着力）により行うのではなく、ガラス基板自体に起因する力により行う。例えば、本発明においては、第１基板１１０と第１補助基板１０１との貼り合わせを、接触するガラス間の界面特性による密着力、外部から供給されるか又は自然状態で生じる静電気による静電気力、ガラス基板の表面張力などにより行う。このように、第１基板１１０と第１補助基板１０１との貼り合わせを密着力、静電気力、表面張力により行う場合、別途の装置により外力を加える必要がないため、製造工程が単純化し、製造コストが低減される。
【００２５】
しかしながら、本発明は、第１基板１１０と第１補助基板１０１との貼り合わせを密着力、静電気力、表面張力によって行うことに限定されるものではない。本発明においては、工程が複雑になるものの、接着剤を用いた貼り合わせも適用可能である。
【００２６】
第１基板１１０と第１補助基板１０１との貼り合わせは大気中で圧力を加えて行ってもよいが、この場合、第１基板１１０と第１補助基板１０１との間に異物などが混入することがあるため、真空状態で貼り合わせることが好ましい。
【００２７】
次に、図１Ｂに示すように、第１工程パネル２８０に対してアレイ工程を行うことにより、第１基板１１０上にゲート絶縁層１１７を介して交差し画素領域を定義するデータライン（図示せず）及びゲートライン（図示せず）を形成する。
【００２８】
その後、それぞれの画素領域にスイッチング素子である薄膜トランジスタＴｒを形成する。ここで、薄膜トランジスタＴｒは、ゲート電極１１５と、ゲート電極１１５上に形成されたゲート絶縁層１１７と、純粋非晶質シリコンのアクティブ層１２０ａ及び不純物非晶質シリコンのオーミックコンタクト層１２０ｂからなりゲート絶縁層１１７上に配置された半導体層１２０と、半導体層１２０上に形成されたソース電極１３３及びドレイン電極１３６とからなる。
【００２９】
そして、薄膜トランジスタＴｒの上部には、薄膜トランジスタＴｒのドレイン電極１３６を露出する保護層１４０を形成し、保護層１４０上には、ドレイン電極１３６と電気的に接触する透明導電性物質からなる画素電極１４８を形成する。
【００３０】
次に、図１Ｃに示すように、第１補助基板１０１と同じ材質及び構成を有する０．４ｔ以上の厚さの第２補助基板１８０と、ガラス材質からなる０．１ｔ〜０．５ｔの厚さの第２基板１５０とを貼り合わせて、第２工程パネル２９０を完成する。
【００３１】
第２工程パネル２９０は、第１工程パネル２８０と同様に真空下で形成される。また、第２基板１５０と第２補助基板１８０との貼り合わせは、接着剤などにより行ってもよいが、密着力、静電気力、表面張力などにより行うことがさらに好ましい。
【００３２】
その後、第２工程パネル２９０の第２基板１５０上に一般的なカラーフィルタ工程を行って各画素領域の境界にブラックマトリス１５３を形成し、ブラックマトリクス１５３とブラックマトリクス１５３とで囲まれた領域に赤、緑、青色のカラーフィルタパターンが順次繰り返されるカラーフィルタ層１５６を形成し、カラーフィルタ層１５６上に透明導電性物質を蒸着して共通電極１５８を形成する。その後、共通電極１５８の上部に所定高さの柱状スペーサ１７０を形成する。
【００３３】
ここで、第２工程パネル２９０が約０．７ｔの厚さを有する一般的なガラス基板と同程度の曲がり具合を有するので、大きな曲がりの発生により基板が破損したり単位工程で不良が発生することなく、前記カラーフィルタ工程を安定して行うことができる。
【００３４】
次に、図１Ｄに示すように、第１工程パネル２８０又は第２工程パネル２９０の縁部領域にシールパターン１７７を形成し、その後、画素電極１４８が形成された第１工程パネル２８０と共通電極１５８が形成された第２工程パネル２９０とを、画素電極１４８と共通電極１５８とが対向するように配置する。次いで、シールパターン１７７の内側に液晶層１７５を介在させた状態で、柱状スペーサ１７０の端部を第１工程パネル２８０の最上層に構成された保護層１４０に接触させ、その後、貼り合わせ工程を行って第１工程パネル２８０と第２工程パネル２９０とを貼り合わせる。
【００３５】
次に、図１Ｅに示すように、貼り合わせられた状態の第１工程パネル２８０及び第２工程パネル２９０からそれぞれ第１補助基板１０１及び第２補助基板１８０を分離して、液晶パネル１００を完成する。ここで、分離された第１補助基板１０１及び第２補助基板１８０は、洗浄した後にリサイクルすることができる。
【００３６】
前述したように、本発明においては、アレイ素子が形成された第１基板１１０とカラーフィルタ層が形成された第２基板１５０のどちらも０．１ｔ〜０．５ｔの厚さを有するが、貼り合わせられて液晶パネル１００を構成した状態であるので、曲がりがほとんど発生せず、曲がりが発生したとしても、その曲がり具合が０．１ｔ〜０．５ｔの厚さを有する単板状態のガラス基板よりは小さく、貼り合わせ力を考慮すると、０．７ｔの厚さを有する単板状態のガラス基板よりも小さいので、後続の単位工程で曲がりの発生による問題が発生しない。
【００３７】
このような第１基板１１０と第１補助基板１０１との貼り合わせ及び第２基板１５０と第２補助基板１８０との貼り合わせは、様々な工程や様々な方法で行うことができるが、特に、本発明においては、前記貼り合わせを１つのインライン工程で行うため、迅速な貼り合わせが可能である。
【００３８】
図２は本発明による基板貼り合わせシステムの概略的な構造の一例を示す図である。ここで、アレイ素子が形成される第１基板１１０とカラーフィルタ層が形成される第２基板１５０のどちらも貼り合わせ対象となるが、以下、説明の便宜上、アレイ素子が形成される第１基板１１０の場合についてのみ説明する。もちろん、この説明はカラーフィルタ層が形成される第２基板１５０にも同様に適用することができる。
【００３９】
図２に示すように、基板貼り合わせシステムは、約０．１ｔ〜０．５ｔの厚さを有するガラス基板を投入する基板投入ライン２１０と、０．４ｔ以上、とりわけ０．４ｔ〜１．０ｔの厚さを有するガラスからなる補助基板を投入する補助基板投入ライン２２０と、基板投入ライン２１０から搬出される基板と補助基板投入ライン２２０から搬出される補助基板とを貼り合わせて工程パネルを形成する貼り合わせライン２３０と、前記工程パネルを検査して貼り合わせが正確に行われたかを検査する検査ライン２４０とから構成される。
【００４０】
基板投入ライン２１０、補助基板投入ライン２２０、貼り合わせライン２３０、及び検査ライン２４０はそれぞれ１つ又は複数の装置からなり、投入された基板又は補助基板は該当ラインの各装置により該当工程が行われる。ここで、それぞれのラインの内部にはコンベアベルトなどの搬送手段が備えられており、投入された基板又は補助基板が前記搬送手段により移動しながら工程装置により該当工程が行われる。
【００４１】
また、図示していないが、基板投入ライン２１０、補助基板投入ライン２２０、貼り合わせライン２３０、及び検査ライン２４０の間にはロボットなどの移送手段が備えられており、それぞれのラインで工程が終了した基板又は補助基板を後続工程へ移送する。ここで、基板投入ライン２１０、補助基板投入ライン２２０、貼り合わせライン２３０、検査ライン２４０、及びこれらの間のロボットは、制御手段により制御され、基板投入ライン２１０に投入された基板及び補助基板投入ライン２２０に投入された補助基板に対しては、基板投入ライン２１０、補助基板投入ライン２２０、貼り合わせライン２３０、及び検査ライン２４０の工程が停止することなく連続的に行われる。つまり、基板投入ライン２１０に投入された基板と補助基板投入ライン２２０に投入された補助基板とは連続的な工程で貼り合わせられる。
【００４２】
前記補助基板は、ベア（bare）タイプのガラス基板、すなわち、接着物質を含まないガラス基板からなる。より具体的には、本発明においては、ガラス基板と補助基板とが主に密着力、表面張力、及び静電気力により貼り合わせられるため、前記補助基板としては、接着剤などが塗布されていないベアガラス基板を使用する。ここで、前記補助基板にはエンボスパターンが形成されてもよい。前記エンボスパターンは、液晶表示素子の製造後に基板を補助基板から分離する際にその分離を容易にするためのものである。
【００４３】
基板と補助基板とは密着力、表面張力、静電気力などにより貼り合わせられるため、基板を補助基板から分離する場合、その密着力、表面張力、静電気力などにより円滑に分離されない。補助基板に形成されるエンボスパターンは、基板と補助基板とが貼り合わせられる際にこれら基板の接触面積を減少させて密着力を低下させることにより、基板を補助基板から円滑に分離できるようにする。ここで、基板と補助基板との接触面積を減少させると基板と補助基板との貼り合わせ力も減少するので、基板と補助基板との貼り合わせには問題があり得る。従って、前記エンボスパターンは、基板と補助基板との貼り合わせ力を維持しながらも分離を容易にできる程度に形成することが好ましい。
【００４４】
前記エンボスパターンは様々な形状に形成することができる。例えば、前記エンボスパターンは、補助基板の外郭を除く内部全体に四角形状に形成してもよく、複数のダミー形状（例えば、四角形、三角形、円形など）に形成してもよい。また、前記エンボスパターンは、格子状に形成してもよく、補助基板の形状と類似した閉曲線の帯が複数配置された形状に形成してもよい。
【００４５】
なお、補助基板上にエンボスパターンを形成する代わりに、補助基板を表面処理して基板と補助基板との貼り合わせ力を調節することにより、基板と補助基板との貼り合わせ力を維持しながらも分離を容易にできるようにしてもよい。
【００４６】
また、補助基板上に貼り合わせのための接着剤を塗布してもよい。この場合も、前記補助基板上にエンボスパターンを形成したり、前記補助基板を表面処理したりしてもよい。
【００４７】
図３は本発明による基板貼り合わせシステムの具体的な構造の一例を示す図である。図３に示すように、基板投入ライン２１０は、基板が載置される第１ローダ２１２と、第１ローダ２１２により載置された基板を複数の単位パネルに切断する第１切断機２１４と、第１切断機２１４により切断された基板を洗浄する第１洗浄機２１６と、第１洗浄機２１６により洗浄された基板を検査する第１検査機２１７と、検査が終了した基板を取り出す第１アンローダ２１８とから構成される。
【００４８】
また、補助基板投入ライン２２０は、補助基板が載置される第２ローダ２２２と、第２ローダ２２２により載置された補助基板を複数の単位パネルに切断する第２切断機２２４と、第２切断機２２４により切断された補助基板を洗浄する第２洗浄機２２６と、第２洗浄機２２６により洗浄された補助基板を検査する第２検査機２２７と、検査が終了した補助基板を取り出す第２アンローダ２２８とから構成される。
【００４９】
第１ローダ２１２及び第２ローダ２２２は、ロボットアームからなり、カセットなどに積載された基板又は補助基板を前記ロボットアームに載置した状態で基板貼り合わせシステムの入口に投入する。
【００５０】
図示していないが、第１切断機２１４は、基板に切断予定線を形成する円形の切断刃と、前記基板に形成された切断予定線に圧力を加える圧力棒とからなり、第２切断機２２４は、補助基板に切断予定線を形成する円形の切断刃と、前記補助基板に形成された切断予定線に圧力を加える圧力棒とからなる。さらに、第１切断機２１４及び第２切断機２２４は、切断されたガラス破片などの異物を除去するための吸入手段を備えてもよい。なお、円形の切断刃の代わりに、レーザ照射により基板及び補助基板に切断予定線を形成してもよく、圧力棒の代わりに、高圧のエアを噴射するエアナイフを備えて基板及び補助基板を分離してもよい。
【００５１】
第１洗浄機２１６は、切断された基板に純水やイソプロピルアルコールなどの洗浄液を噴射して切断時に基板に付着した異物を除去し、第２洗浄機２２６は、切断された補助基板に純水やイソプロピルアルコールなどの洗浄液を噴射して切断時に補助基板に付着した異物を除去する。ここで、切断された基板及び補助基板の洗浄は、純水などの様々な洗浄液を用いる洗浄でもよく、必要に応じて超音波による超音波洗浄でもよい。
【００５２】
第１検査機２１７は洗浄された基板を検査し、第２検査機２２７は洗浄された補助基板を検査する。すなわち、第１検査機２１７及び第２検査機２２７は、基板又は補助基板が異物により汚染されていないか、基板又は補助基板にクラックやスクラッチがないかを確認して良否を判断する。図示していないが、第１検査機２１７及び第２検査機２２７は、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）カメラなどのカメラを備えており、基板又は補助基板を撮影し、撮影された画像と基準画像とを比較して、異物が混入していないか、基板又は補助基板にクラックやスクラッチがないかを確認する。なお、前記基板及び補助基板の良否は作業者の肉眼で判断してもよい。
【００５３】
第１アンローダ２１８は、検査された基板を取り出して次の貼り合わせライン２３０に移送し、第２アンローダ２２８は、検査された補助基板を取り出して次の貼り合わせライン２３０に移送する。ここで、貼り合わせライン２３０へ移送される基板は、第１検査機２１７により検査されて良品と判定された基板であり、貼り合わせライン２３０へ移送される補助基板は、第２検査機２２７により検査されて良品と判定された補助基板であり、不良品と判定された基板及び補助基板は、貼り合わせライン２３０へ移送されるのではなく、リサイクルされるか又は廃棄される。
【００５４】
基板投入ライン２１０及び補助基板投入ライン２２０と貼り合わせライン２３０との間には、第１ロボット２６２が備えられる。第１ロボット２６２は、基板投入ライン２１０及び補助基板投入ライン２２０と貼り合わせライン２３０との間を移動して、基板投入ライン２１０から搬出される基板及び補助基板投入ライン２２０から搬出される補助基板を貼り合わせライン２３０へ移送する。
【００５５】
図４は本発明による基板貼り合わせシステムのロボットの構造、及び前記ロボットにより基板を基板投入ラインから貼り合わせラインへ移送して補助基板を補助基板投入ラインから貼り合わせラインへ移送するプロセスの一例を示す図である。
【００５６】
図４に示すように、基板投入ライン２１０及び補助基板投入ライン２２０と貼り合わせライン２３０との間には、ガイドレール２６３が配置される。すなわち、ガイドレール２６３の一側には、所定距離をおいて基板投入ライン２１０及び補助基板投入ライン２２０が配置され、ガイドレール２６３の他側には、貼り合わせライン２３０が配置される。基板投入ライン２１０の出口にはポート２６４が設けられており、基板投入ライン２１０から搬出される基板が載置され、補助基板投入ライン２２０の出口にはポート２６５が設けられており、補助基板投入ライン２２０から搬出される補助基板が載置され、貼り合わせライン２３０の入口にはポート２６６が設けられており、貼り合わせライン２３０に搬入される基板又は補助基板が載置される。
【００５７】
第１ロボット２６２は、２つのアーム２６２ｂと、アーム２６２ｂの端部に形成されて基板１１０及び補助基板１０１が載置される基板載置部２６２ａと、アーム２６２ｂ及び基板載置部２６２ａを回転させると共に上昇及び下降させるガイド２６２ｃとから構成される。
【００５８】
このように構成された第１ロボット２６２は、基板投入ライン２１０から基板１１０が搬出されると、ガイドレール２６３に沿って基板投入ライン２１０のポート２６４の前方に移動し、ポート２６４から搬出される基板１１０をアーム２６２ｂにより基板載置部２６２ａに載置する。次いで、第１ロボット２６２は、再び移動し、ガイド２６２ｃによりアーム２６２ｂ及び基板載置部２６２ａを回転させて貼り合わせライン２３０のポート２６６の前方に位置し、基板載置部２６２ａに載置された基板１１０をポート２６６に搬入することで基板１１０を貼り合わせライン２３０に投入する。
【００５９】
そして、第１ロボット２６２は、補助基板投入ライン２２０から補助基板１０１が搬出されると、ガイドレール２６３に沿って補助基板投入ライン２２０のポート２６５の前方に移動し、ポート２６５から搬出される補助基板１０１をアーム２６２ｂにより基板載置部２６２ａに載置する。次いで、第１ロボット２６２は、再び移動し、ガイド２６２ｃによりアーム２６２ｂ及び基板載置部２６２ａを回転させて貼り合わせライン２３０のポート２６６の前方に位置し、基板載置部２６２ａに載置された補助基板１０１をポート２６６に搬入することで補助基板１０１を貼り合わせライン２３０に投入する。
【００６０】
このように、第１ロボット２６２は、基板投入ライン２１０から搬出される基板１１０及び補助基板投入ライン２２０から搬出される補助基板１０１を自動で貼り合わせライン２３０に送ることにより、連続的な工程を可能にする。
【００６１】
貼り合わせライン２３０は、基板投入ライン２１０から搬出される基板１１０と補助基板投入ライン２２０から搬出される補助基板１０１とを貼り合わせるためのものであり、搬入される基板と補助基板のいずれか一方を反転させて対応する面を互いに対向させる第１反転機２３２と、搬入される基板及び補助基板を真空下で貼り合わせる第１貼り合わせ機２３６及び第２貼り合わせ機２３８と、前記貼り合わせられた基板及び補助基板を反転させる第２反転機２３９と、第１反転機２３２、第１貼り合わせ機２３６、第２貼り合わせ機２３８、及び第２反転機２３９の間に配置され、搬入される基板及び補助基板を第１反転機２３２、第１貼り合わせ機２３６、第２貼り合わせ機２３８、及び第２反転機２３９の間で移送する第２ロボット２３４とから構成される。
【００６２】
図５は本発明による貼り合わせラインの反転機の構造の一例を示す図である。第１反転機２３２及び第２反転機２３９は同じ構造からなり同じ動作を行うので、以下では第１反転機２３２を代表として説明する。
【００６３】
図５に示すように、反転機２３２は、本体２３２ａと、反転させる基板１１０が第１ロボット２６２により搬入されて載置される基板載置部２３２ｂと、基板載置部２３２ｂに形成されて基板１１０を吸着する複数の吸着口２３２ｃと、真空ポンプ（図示せず）に連結されて吸着口２３２ｃの内部を真空状態にして基板１１０を基板載置部２３２ｂに吸着させる排気口２３２ｄとから構成される。同図において、符号２３２ｅは反転機２３２の回転軸を示す。
【００６４】
以下、このように構成された反転機２３２による基板反転方法について、図６Ａ〜図６Ｃを参照して説明する。本発明においては、基板１１０と補助基板１０１のいずれの基板を反転させて貼り合わせてもよいが、以下では基板１１０を反転させる場合を説明する。
【００６５】
まず、図６Ａに示すように、基板投入ライン２１０から搬出される基板１１０が第１ロボット２６２により貼り合わせライン２３０の反転機２３２に搬入される。次に、図６Ｂに示すように、搬入された基板１１０は、反転機２３２と位置合わせされ、反転機２３２の一側に形成された基板載置部２３２ｂに載置される。このとき、反転機２３２に形成された吸着口２３２ｃが排気口２３２ｄを介して真空ポンプに連結されているため、前記真空ポンプが作動することにより、吸着口２３２ｃが基板載置部２３２ａに載置された基板１１０を吸着固定する。次いで、反転機２３２が回転軸２３２ｅを中心に回転し、反転機２３２の回転により基板１１０の上面が下方に反転する。
【００６６】
次に、図６Ｃに示すように、反転された基板１１０は、第２ロボット２３４により貼り合わせ機２３６又はバッファ（図示せず）に移送される。基板１１０が第２ロボット２３４に移送されると、反転機２３２は再び回転して次に搬入される基板１１０を反転させる準備をする。
【００６７】
なお、第２反転機２３９も第１反転機２３２と同じ構造からなる。ただし、第１反転機２３２は基板又は補助基板を反転させるのに対して、第２反転機２３９は貼り合わせられた基板及び補助基板を反転させる。
【００６８】
図示していないが、第２ロボット２３４は、第１ロボット２６２と同一の構成を有する。すなわち、第２ロボット２３４は、アーム、基板載置部、及びガイドから構成され、第１反転機２３２、第１貼り合わせ機２３６、第２貼り合わせ機２３８、及び第２反転機２３９の間をガイドレール２６３に沿って移動し、基板及び補助基板を第１反転機２３２から第１貼り合わせ機２３６、第２貼り合わせ機２３８、及び第２反転機２３９に移送して搬入させる。
【００６９】
本発明において、このように２つの貼り合わせ機２３６、２３８を備えるのは、基板と補助基板との貼り合わせを、迅速に行うと共に、停止することなく連続的に行うためである。すなわち、一方の貼り合わせ機２３６で貼り合わせ工程が行われる間に搬入される基板１１０及び補助基板１０１を他方の貼り合わせ機２３８に投入することにより、迅速な工程が可能になる。しかしながら、本発明は、貼り合わせ機が２つで構成された構造に限定されるものではなく、貼り合わせ機は１つで構成されてもよく、必要に応じて３つ以上で構成されてもよい。また、貼り合わせライン２３０にはバッファが備えられてもよい。前記バッファは、第１反転機２３２により反転される基板１１０と第１反転機２３２を経由しない補助基板１０１とを同期化するためのものである。すなわち、第１反転機２３２により反転された基板１１０の第１貼り合わせ機２３６への投入時点と、第１反転機２３２により反転されていない補助基板１０１の第１貼り合わせ機２３６への投入時点とが異なるため、第１反転機２３２を経由しない補助基板１０１を一時保管することにより、基板１１０と補助基板１０１とを同期化する。
【００７０】
前記バッファは、基板１１０又は補助基板１０１を一時保管できればいかなる形態でもよい。例えば、複数の基板１１０又は補助基板１０１を収納するカセットなど、様々な形態が可能である。
【００７１】
一方、前記バッファは、基板１１０と補助基板１０１との同期化のみのために提供されるものではない。通常、基板投入ライン２１０及び補助基板投入ライン２２０から投入される基板の投入速度と貼り合わせ機で行われる貼り合わせ工程の速度とが異なる。よって、基板投入ライン２１０及び補助基板投入ライン２２０と貼り合わせライン２３０とを同期化することにより、工程が遅延しないようにしなければならない。前記バッファは、基板投入ライン２１０及び補助基板投入ライン２２０と貼り合わせライン２３０とを同期化することにより、工程を迅速に行えるようにする。この場合、前記バッファは、第１反転機２３２を経由する基板１１０及び経由しない補助基板１０１のいずれか一方のみを保管して同期化するのではなく、第１反転機２３２を経由する基板１１０及び経由しない補助基板１０１のどちらも保管してラインを同期化する。
【００７２】
第１貼り合わせ機２３６及び第２貼り合わせ機２３８は、真空状態で搬入される基板１１０と補助基板１０１とを貼り合わせるものであり、より具体的に説明すると次の通りである。第１貼り合わせ機２３６及び第２貼り合わせ機２３８は同じ構造からなり同じ動作を行うので、以下では第１貼り合わせ機２３６を代表として説明する。
【００７３】
図７は本発明による貼り合わせラインの真空貼り合わせ機の構造の一例を示す図である。図７に示すように、真空貼り合わせ機２３６は、真空チャンバ３１０と、ステージ部と、ステージ移動装置と、真空装置３６０とを含む。
【００７４】
真空チャンバ３１０は、内部が真空状態又は大気圧状態となり、第１基板１１０及び第１補助基板１０１間に圧力を加えて圧力差を利用した貼り合わせが行われるようにし、真空チャンバ３１０の一壁面には、第１基板１１０及び第１補助基板１０１を搬入及び搬出するための出入口３１１が形成される。
【００７５】
真空チャンバ３１０には、真空装置３６０により内部の空気を排出するための空気排出管３１２と、外部から空気や他のガスを流入させて真空チャンバ３１０の内部を大気圧状態にするためのベント管３１３とが連結されており、内部を真空状態又は大気圧状態にする。ここで、空気排出管３１２には開閉バルブ３１２ａが備えられ、ベント管３１３には開閉バルブ３１３ａが備えられており、空気排出管３１２とベント管３１３を選択的に開閉することができる。
【００７６】
前記ステージ部は、真空チャンバ３１０内の上側空間に設けられる上部ステージ３２１と、上部ステージ３２１に対向するように真空チャンバ３１０内の下側空間に設けられる下部ステージ３２２とから構成され、第２ロボット２３４により真空チャンバ３１０の内部に搬入された第１基板１１０及び第１補助基板１０１を真空チャンバ３１０内に固定する。ここで、上部ステージ３２１の底面には、静電力を与えて第１基板１１０を固定する少なくとも１つの静電チャック３２１ａが設けられると共に、真空力を受けて第１基板１１０を吸着固定する少なくとも１つの真空孔３２１ｂが形成される。
【００７７】
静電チャック３２１ａは、異なる極性の直流電源が供給されて異なる極性を有する複数のチャックからなり、第１基板１１０を静電付着する。また、上部ステージ３２１に形成される真空孔３２１ｂは、上部ステージ３２１の底面に取り付けられた各静電チャック３２１ａの周囲に沿って複数配置され、真空孔３２１ｂ同士が単一又は複数の管路３２１ｃを介して連通しており、上部ステージ３２１に連結された真空ポンプ３２３から真空力を受ける。
【００７８】
また、下部ステージ３２２の上面にも、静電力を与えて第１補助基板１０１を固定する少なくとも１つの静電チャック３２２ａが設けられ、真空力を受けて第１補助基板１０１を吸着固定する少なくとも１つの真空孔（図示せず）が形成されてもよい。
【００７９】
前記ステージ移動装置は、上部ステージ３２１を上下に移動させる移動軸３３１と、下部ステージ３２２を左右に回転させる回転軸３３２と、真空チャンバ３１０の内側又は外側で上部ステージ３２１に軸結合された状態で移動軸３３１を駆動する駆動モータ３３３と、真空チャンバ３１０の内側又は外側で下部ステージ３２２に軸結合された状態で回転軸３３２を駆動する駆動モータ３３４と、下部ステージ３２２を左右に移動させて第１補助基板１０１と第１基板１１０を位置合わせする位置合わせ装置４００とから構成される。
【００８０】
真空装置３６０は、真空チャンバ３１０の空気排出管３１２に連結され、駆動されることにより真空チャンバ３１０内部の空気を吸入して真空チャンバ３１０を真空状態にする。
【００８１】
以下、このように構成された真空貼り合わせ機２３６により第１基板１１０と第１補助基板１０１とを貼り合わせる方法について、図８Ａ〜図８Ｄを参照して説明する。まず、図８Ａに示すように、真空チャンバ３１０の出入口３１１が開放されると、第２ロボット２３４の第１アーム２３４ａにより第１基板１１０を真空チャンバ３１０内に搬入し、第２ロボット２３４の第２アーム２３４ｂにより第１補助基板１０１を真空チャンバ３１０内に搬入する。この過程で、上部ステージ３２１に連結された真空ポンプ３２３を作動させて、上部ステージ３２１に形成された真空孔３２１ｂに真空力を伝達することにより、搬入された第１基板１１０を吸着して上部ステージ３２１に固定し、下部ステージ３２２に連結された真空ポンプ（図示せず）を作動させて、下部ステージ３２２に形成された各真空孔（図示せず）に真空力を伝達することにより、搬入された第１補助基板１０１を吸着して下部ステージ３２２に固定する。
【００８２】
そして、第１基板１１０が上部ステージ３２１に固定され、かつ第１補助基板１０１が下部ステージ３２２に固定された状態で、第１アーム２３４ａ及び第２アーム２３４ｂが真空チャンバ３１０の外部に取り出されて出入口３１１が閉鎖されると、空気排出管３１２の開閉バルブ３１２ａを開放した状態で真空装置３６０を駆動して、真空チャンバ３１０の内部を真空状態にする。
【００８３】
このように真空装置３６０を所定時間駆動することにより、真空チャンバ３１０の内部の空気が外部に排出されて、真空チャンバ３１０の内部は所定の真空状態を維持する。その後、上部ステージ３２１の静電チャック３２１ａに電源を供給して静電気により第１基板１１０を吸着すると共に、下部ステージ３２２の静電チャック３２２ａに電源を供給して静電気により第１補助基板１０１を吸着する。
【００８４】
次に、図８Ｂに示すように、駆動モータ３３３を駆動して上部ステージ３２１を下方に移動させることにより、上部ステージ３２１を下部ステージ３２２に近接配置する。ここで、位置合わせ装置４００は、上部ステージ３２１に付着された第１基板１１０と下部ステージ３２２に付着された第１補助基板１０１の位置合わせ状態を確認し、上部ステージ３２１に軸結合された移動軸３３１と下部ステージ３２２に軸結合された回転軸３３２に制御信号を供給して、第１基板１１０と第１補助基板１０１を位置合わせする。
【００８５】
図示していないが、位置合わせ装置４００は、複数のカメラで構成され、第１基板１１０及び第１補助基板１０１の角部領域の位置合わせを確認するようにしてもよい。また、位置合わせ装置４００は、第１基板１１０及び第１補助基板１０１の４辺に配置されたカメラで構成されてもよい。この場合、位置合わせ装置４００は、第１基板１１０及び第１補助基板１０１の４辺に配置されたカメラにより第１基板１１０及び第１補助基板１０１の４辺を撮影し、それに基づいて第１基板１１０と第１補助基板１０１を位置合わせする。本発明においては、このように角部領域又は４辺で位置合わせすることにより、位置ずれを５００μｍ以内に減少させることができる。
【００８６】
さらに、位置合わせ装置４００は、第１基板１１０及び第１補助基板１０１の角部及び４辺にカメラを設けて、第１基板１１０及び第１補助基板１０１の角部及び４辺を撮影することにより、第１基板１１０と第１補助基板１０１の位置合わせを確認するようにしてもよい。
【００８７】
次に、図８Ｃに示すように、上部ステージ３２１に付着された第１基板１１０と下部ステージ３２２に付着された第１補助基板１０１とを接触させた状態で加圧して１次貼り合わせを行う。このような１次貼り合わせにより、第１基板１１０と第１補助基板１０１の間が完全に密閉され、大気圧状態への切り替え時に外部の空気が第１基板１１０と第１補助基板１０１の間に流入しなくなる。
【００８８】
次に、図８Ｄに示すように、開閉バルブ３１３ａを作動してベント管３１３を開放すると、真空チャンバ３１０の内部は次第に大気圧となり、真空チャンバ３１０の内部に気圧差が生じ、その気圧差により第１基板１１０と第１補助基板１０１との貼り合わせがさらに行われる。当該貼り合わせは、最終的な貼り合わせであって、圧力差による強い貼り合わせであるので、当該貼り合わせにより、第１基板１１０と第１補助基板１０１との貼り合わせがさらに強固になる。このようにして第１工程パネル２８０の形成が完了すると、真空チャンバ３１０の遮蔽ドア１１４を駆動して出入口３１１を開放し、その開放された出入口３１１から第１工程パネル２８０を搬出する。
【００８９】
本発明において、このように第１基板１１０と第１補助基板１０１とを真空中で貼り合わせるのは、第１基板１１０と第１補助基板１０１との間に異物が混入したり気泡が発生したりすることを防止し、空気圧により均一な力で第１基板１１０と第１補助基板１０１とを貼り合わせてワープ（wrap）現象が発生することを防止するためである。
【００９０】
再び図３を参照すると、このように第１貼り合わせ機２３６及び第２貼り合わせ機２３８により貼り合わせられた工程パネル２８０は、第２反転機２３９により反転され、検査ライン２４０に投入される。検査ライン２４０は、投入された工程パネル２８０の異常を検査する第３検査機２４２と、第３検査機２４２で異常が発見された場合に貼り合わせられた工程パネル２８０を基板と補助基板とに分離する脱着機２４４とからなる。
【００９１】
第３検査機２４２は、目視検査やカメラを用いた画像検査などにより工程パネル２８０を検査する。貼り合わせられた工程パネル２８０の主な欠陥は、工程パネル２８０の内部に異物が混入したり、工程パネル２８０にクラックやスクラッチが発生することである。第３検査機２４２による検査で異常が発見されない場合、工程パネル２８０は、一般的な薄膜トランジスタ製造ライン及びカラーフィルタ製造ラインへ移送されて液晶表示素子製造工程が行われる。
【００９２】
第３検査機２４２による検査で異常が発見された場合、工程パネル２８０は、脱着機２４４により基板と補助基板とに分離された後、基板投入ライン２１０もしくは／及び補助基板投入ライン２２０に再投入されるか、又は廃棄される。すなわち、第３検査機２４２により発見された異常が異物の混入である場合、分離された基板は基板投入ライン２１０に投入されてリサイクルされ、分離された補助基板は補助基板投入ライン２２０に投入されてリサイクルされ、第３検査機２４２により発見された異常がクラックやスクラッチである場合、分離された基板と補助基板のうち、クラックやスクラッチが発生したものは廃棄し、クラックやスクラッチが発生していないものは基板投入ライン２１０もしくは補助基板投入ライン２２０に再投入されてリサイクルされる。
【００９３】
前述したように、本発明においては、薄型のガラス基板を補助基板に貼り付けて相対的に厚い工程パネルを製造した後、その工程パネル単位で各種液晶表示素子工程を行う。ここで、ガラス基板と補助基板との貼り合わせは、投入ライン、貼り合わせライン、及び検査ラインで行われるが、それぞれの投入ライン、貼り合わせライン、及び検査ラインにはコンベアベルトやロボットなどの移送手段が備えられており、その移送手段によりガラス基板と補助基板を移動させながら該当工程を連続的に行うことができ、それぞれのライン間にもロボットなどが備えられており、そのロボットなどによりガラス基板と補助基板を自動で隣接するラインへ移送することができるので、基板貼り合わせ工程を連続的にインラインで行うことができる。
【００９４】
本発明による基板貼り合わせシステムにおいては、ガラス基板と補助基板との貼り合わせがインラインで行われるため、ライン間の所要時間がなくなり、基板を貼り合わせるタクトタイムのほとんどが真空貼り合わせ機で消耗される。例えば、真空貼り合わせ機の真空作動に約５０秒、実際の貼り合わせに３０秒、貼り合わせられた工程パネルの検査に約２０秒かかるので、迅速に貼り合わせを行うことができる。
【００９５】
一方、以上の詳細な説明においては、それぞれの工程装置が具体的に開示されているが、本発明はこれらの具体的な工程装置に限定されるものではない。例えば、詳細な説明においては、第１ロボット、第２ロボット、反転機、貼り合わせ機などが特定構造として形成されるが、本発明は、これらの構造に限定されるものではなく、基板の移送、反転、及び貼り合わせを行うことができればいかなる構造の工程装置も適用可能である。
【００９６】
以上、本発明の好ましい実施の形態について詳細に説明したが、当該技術分野における通常の知識を有する者であればこれから様々な変形及び均等な実施の形態が可能であることを理解するであろう。
【００９７】
したがって、本発明の権利範囲はこれに限定されるものではなく、特許請求の範囲で定義される本発明の基本概念を用いた当業者の様々な変形や改良形態も本発明に含まれる。
【符号の説明】
【００９８】
１０１  第１補助基板
１１０  第１基板
２１０  基板投入ライン
２２０  補助基板投入ライン
２３０  貼り合わせライン
２４０  検査ライン
【図１Ａ】
2013117713.tif 000003
【図１Ｂ】
2013117713.tif 000004
【図１Ｃ】
2013117713.tif 000005
【図１Ｄ】
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【図１Ｅ】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図６Ｃ】
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【図７】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図８Ｃ】
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【図８Ｄ】
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